ATIVIDADE PRÁTICA - TRANSFERÊNCIA DE CALOR (BRUNO A SANTOS)

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNO: BRUNO ALVES DOS SANTOS RU:4502432 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INDAIATUBA – SP 
 
 
2025 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO...............................................................................................2 
2 FONTES DE CARGA TÉRMICA...................................................................2 
3 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DAS FONTES DE CALOR.....................2 
4 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA TOTAL...................................................9 
5 MEMORIAL DE CÁLCULO..........................................................................10 
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS........................................................................10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Para a atividade foi selecionado o quarto para a execução da atividade prá-
tica foi um dormitório residencial, com dimensões de 3,50 metros de comprimento, 
3,00 metros de largura e 2,70 metros de altura. O ambiente conta com uma porta 
medindo 2,10 metros de altura por 0,80 metro de largura, além de uma janela de 1,20 
metro de altura por 1,50 metro de largura. O espaço está mobiliado com uma cama 
de casal, um guarda-roupa, uma mesa de cabeceira e uma luminária. As paredes 
internas e externas estão pintadas na cor branca. 
O telhado, na cor alaranjado, possui uma área aproximada de 12 m² e é 
constituído por diversas camadas com diferentes características térmicas. A estrutura 
compreende: 
 Uma cobertura de telhas cerâmicas com 1,6 cm de espessura e con-
dutância térmica C₁ = 0,90 W/(m²·K); 
 Uma laje de concreto com 16 cm de espessura e condutância tér-
mica C₂ = 1,60 W/(m²·K); 
 Um vão de ar com 40 cm de espessura; 
 Uma camada interna de gesso com 2,5 cm de espessura e condu-
tância térmica C₃ = 0,40 W/(m²·K). 
Dessa forma, a carga térmica do ambiente corresponde à quantidade total 
de calor que deve ser removida do interior do cômodo para que se alcance uma con-
dição adequada de conforto térmico para os ocupantes. 
 
2. CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DAS FONTES DE CALOR 
 
A carga térmica total (𝑞𝑇): 
 
𝑞𝑇 = 𝑞𝐶 + 𝑞𝐼 + 𝑞𝐼𝐿 + 𝑞𝐸 + 𝑞𝑃 + 𝑞𝐼𝑁𝐹 + 𝑞𝑉 
Onde: 
𝑞𝑇 → 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 
𝑞𝐶 → 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢çã𝑜 𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑐çã𝑜 
𝑞𝐼 → 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑖𝑛𝑠𝑜𝑙𝑎çã𝑜 
𝑞𝐼𝐿 → 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎çã𝑜 
𝑞𝐸 → 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 
𝑞𝑃 → 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜𝑎 
𝑞𝐼𝑁𝐹 → 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎çã𝑜 
𝑞𝑉 → 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑣𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎çã𝑜 
 
2.1 Carga térmica devido a condução e convecção 
 
2.1.1 CARGA TÉRMICA POR CONDUÇÃO E CONVECÇÃO PARA PAREDE 
 
Foi calculada a carga térmica de um dormitório com base nas trocas de calor 
por condução e convecção. Consideraram-se as temperaturas interna e externa, além 
dos coeficientes térmicos. A análise incluiu superfícies com e sem janela. Dados utili-
zados: 
 Coeficiente de convecção externo é igual a ℎ𝑒 = 0,50 𝑊 𝑚2⁄ 𝐾. 
 Coeficiente de convecção interno é igual a ℎ𝑖 = 7,5 𝑊 𝑚2𝐾⁄ . 
 Temperaturas interna e externa: 20℃ e 37℃. 
 Coeficiente de condução consiste em 𝑘 = 5,3 𝑊 𝑚2𝐾⁄ . 
 Temperatura igual a ∆𝑇𝑎𝑐𝑟 = 6,5℃. 
 A área da janela é de 1,80 m2. 
Cálculo do coeficiente global de transferência de calor (U): 
𝑞𝐶 = 𝑈𝐴(∆𝑇 + ∆𝑇𝑎𝑐𝑟) →
1
𝑈
=
1
ℎ𝑖
+
1
𝑘
+
1
ℎ𝑒
 
1
𝑈
= 0,133 + 0,189 + 2,00 → 𝑈 =
1
2,322
 
𝑈 = 0,431 𝑊 𝑚2𝐾⁄ 
Carga térmica da parede com janela: 
𝑞𝐶1 = 0,431 × (3 × 2,7 − 1,8) × [(37 − 20) + 6,5] 
𝑞𝐶1 = 63,80 𝑊 
Carga térmica das demais paredes (sem janela): 
𝑞𝐶2 = 0,431 × (3 × 2,7 + 3,5 × 2,7 × 2) × (37 − 20) 
𝑞𝐶2 = 197,83 𝑊 
 
2.1.2 CARGA TÉRMICA POR CONDUÇÃO E CONVECÇÃO PARA TELHADO 
 
Nesta etapa da atividade, foi calculada a carga térmica transmitida pelo telhado, 
composto por telhas cerâmicas, laje de concreto e forro de gesso. Os dados utilizados 
permitiram determinar a resistência térmica total e o coeficiente global de transferência 
de calor (U). Dados utilizados: 
 Área do telhado: 12 m² 
 Telhas cerâmicas: 
 Espessura: 1,6 cm 
 Condutância térmica (𝐶1): 0,88 𝑊 𝑚2𝐾⁄ 
 Laje de concreto 
 Espessura: 16 cm 
 Condutância térmica (𝐶2): 1,60 𝑊 𝑚2𝐾⁄ , 
 Espaço de circulãção de ar entre o telhado e o gesso: 40 cm 
 Camada de gesso 
 Espessura: 2,3 cm 
 Condutância térmica 𝐶3: 0,38 𝑊 𝑚2𝐾⁄ 
 Resistência térmica sobre o telhado (𝑅𝑒): 0,045 𝑚2𝐾 𝑊⁄ 
 Resistência térmica do ar confinado (𝑅𝑐): 0,20 𝑚2𝐾 𝑊⁄ 
 Resistência térmica sobre o gesso (𝑅𝑖): 0,16 𝑚2𝐾 𝑊⁄ 
 FGCI (Fluxo de ganho de calor interno): 870 W/m² 
 Temperatura interna (Tᵢ): 20°C 
 Temperatura externa (Tₑ): 37°C 
 Acréscimo de temperatura (∆𝑇𝑎𝑐𝑟): = 12℃ 
Cálculo da Resistência Térmica Total e Coeficiente Global (U): 
1
𝑈
= 𝑅𝑒 +
𝐿1
𝐶1
+
𝐿2
𝐶2
+ 𝑅𝑐 +
𝐿3
𝐶3
+ 𝑅𝑖 
1
𝑈
= 0,040 +
0,016
0,88
+
0,16
1,60
+ 0,20 +
0,023
0,38
+ 0,16 
1
𝑈
= 0,579 
𝑈 = 1,72 𝑊 𝑚2𝐾⁄ 
Cálculo da Carga Térmica no Telhado: 
𝑞𝐶 = 𝑈𝐴(∆𝑇 + ∆𝑇𝑎𝑐𝑟) 
𝑞𝐶3 = 1,72 × 37 × [(37 − 20) + 12] 
𝑞𝐶3 = 1.845 𝑊 
Cálculo da Carga térmica total: 
𝑞𝐶 = 𝑞𝐶1 + 𝑞𝐶2 + 𝑞𝐶3 
𝑞𝑐 = 63,80 + 197,83 + 1.845 = 2.106,63 𝑊 
 
3. Carga térmica devido a insolação 
 
A carga térmica por radiação solar incide principalmente sobre janelas, vari-
ando conforme a energia refletida, absorvida e transmitida. No dormitório, a janela de 
1,80 m² é influenciada pela orientação solar e sombreamento. Dados utilizados: 
 Faixa de variação do fator: 0,27 a 0,59 
 Valor adotado para os cálculos: f = 0,43 
 1º trimestre: 570,2 W/m² 
 2º trimestre: 563,6 W/m² 
 3º trimestre: 530,7 W/m² 
Cálculo do Coeficiente de insolação: 
𝐾 =
570,2 + 563,6 + 530,7
3
= 554,83 𝑊 𝑚2⁄ 
Cálculo da Carga térmica bruta gerada pela insolação na janela é: 
𝑞 = 𝐾𝐴 → 𝑞 = 554,8 × 1,00 = 554,8 𝑊 
Aplicando o fator de redução devido à presença das cortinas internas: 
𝑞𝐼 = 0,43 × 554,8 = 238,57 𝑊 
 
4. Carga térmica devido à iluminação 
 
Mesmo com a eficiência das lâmpadas LED, ainda ocorre liberação de calor. 
Com 1.000 lux e dissipação média de 38 W/m², a área iluminada de 1,5 m² gera cerca 
de 45,6 W de carga térmica. Logo, temos que: 
𝑞𝐼𝐿 = 1,50 × 38 = 57 𝑊 
 
5. Carga térmica devido às pessoas 
 
No dormitório residencial, ocupado por uma única pessoa, estima-se uma dis-
sipação térmica média de 672 kcal/h, sendo aproximadamente 240 kcal/h atribuídas 
à radiação e convecção, e 432 kcal/h à evaporação, considerando a realização de 
atividades leves, como digitação e leitura. 
𝑞𝑃 = (672 𝑘𝑐𝑎𝑙 ℎ⁄ ) × (
1,163 𝑊
1 𝑘𝑐𝑎𝑙 ℎ⁄
) = 781,54 𝑊 
 
 
6. Carga térmica devido aos equipamentos 
 
Equipamentos em uso também elevam a carga térmica. No caso, um computa-
dor com 480 W dissipa cerca de 18% em calor, gerando aproximadamente 86,4 W. 
𝑞1 = 0,18 × 480 = 86,4 
 
Para o ar condicionado portátil, aplica-se a fórmula de cálculo da potência tér-
mica com base na eficiência energética (η\etaη), utilizando o fator de conversão tér-
mica (780): 
𝑞2 =
𝑃
𝜂
780 → 𝑞2 =
0,48
0,72
× 780 = 520 𝑊 
 
Considera-se ainda uma carga adicional de 45 W referente a outros dispositivos 
ou perdas térmicas residuais (RU). 
𝑞𝐸 = 𝑞1 + 𝑞2 + 𝑅𝑈 = 86,4 + 520 + 45 
𝑞𝐸 = 651,4𝑊 
 
7. Carga térmica devido a infiltração e ventilação 
 
A entrada de ar externo, por infiltração ou ventilação, contribui para o ganho 
térmico, envolvendo calor sensível (diferença de temperatura) e latente (umidade). O 
cálculo considera essas variações.𝑞𝑆 = 𝑄 × 0,29 × (𝑇𝑒 − 𝑇𝑖) 
𝑞𝐿 = 583 × (𝑈𝐸2 − 𝑈𝐸1) × 𝜌 × 𝑄 
Dados utilizados: 
 Temperatura interna: 20°C 
 Temperatura externa: 37°C 
 Umidade absoluta interna (UE₁): 0,0084 kg/kg 
 Umidade absoluta externa (UE₂): 0,0095 kg/kg 
 Densidade do ar: 1,10 kg/m³ 
 Ventilação: 8 m³/h 
Cálculo do Calor sensível da ventilação e do Calor latente da ventilação: 
𝑞𝐿𝑠 = 8 × 0,28 × (37 − 20) = 38,08𝑊 
𝑞𝐿𝑣 = 584 × (0,0095 − 0,0084) × 1,10 × 8 = 5,65𝑊 
𝑞𝑉 = 38,08 + 5,65 = 43,73𝑊 
Cálculo da Infiltração: 
𝑞𝑆𝑖 = 1280 × 0,28 × (37 − 20) = 6.092𝑊 
Cálculo do Calor latente da infiltração: 
𝑞𝐿𝑖 = 584 × (0,0095 − 0,0084) × 1,10 × 1280 = 904,49𝑊 
Cálculo da Carga Térmica Total por Ventilação e Infiltração: 
𝑞𝐼𝑁𝐹 = 6.092 + 904,49 = 6.996,49𝑊 
𝑞𝐼𝑁𝐹 + 𝑞𝑉 = 6.996,49 + 43,73 = 7.040,22𝑊 
 
8. CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA TOTAL 
 
Com base nas cargas térmicas resultantes de cada um dos fatores analisados 
e estudados no ambiente, temos a tabela a seguir. 
 
Fatores Carga térmica (W) 
Condução e Convecção 2.106,63 
Insolação 554,8 
Iluminação 57 
Equipamentos 651,4 
Ocupação (Pessoas) 781,54 
Infiltração 6.092 
Ventilação 43,73 
Total 10.287,1 
 
Tendo isso em vista, a carga térmica total, então, é de 10.287,10 W. Fazendo 
a conversão em Btu/h, elenca-se que: 
𝑞𝑇 = 10.054,56 × 3,41 
𝑞𝑇 = 35079,011 𝐵𝑇𝑈/ℎ 
 
 
9. MEMORIAL DE CÁLCULO 
 
 Condução e convecção: 2.106,63 W 
 Insolação: 554,8 W 
 Iluminação: 57 W 
 Equipamentos: 651,4 W 
 Pessoas: 781,54 W 
 Infiltração: 6.092 W 
 Ventilação: 43,73 W 
 Total: 10.287,10 W 
 
10. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
A análise detalhada da carga térmica do dormitório residencial permitiu com-
preender os diversos fatores que influenciam no conforto térmico de um ambiente fe-
chado. Através de cálculos envolvendo condução, convecção, insolação, iluminação, 
ocupação, equipamentos, infiltração e ventilação, foi possível determinar que a carga 
térmica total atinge 10.287,10 W, o que corresponde a aproximadamente 35.079 
BTU/h. Esse valor representa a quantidade de calor que deve ser removida do cômodo 
para que se mantenham condições adequadas de temperatura e umidade para os 
ocupantes, evidenciando a complexidade do dimensionamento de sistemas de clima-
tização eficientes. 
A metodologia aplicada destacou a importância da caracterização precisa dos 
elementos construtivos do ambiente, bem como da identificação das fontes internas e 
externas de calor. Além disso, reforçou a necessidade de se considerar variáveis 
como sombreamento, eficiência energética dos equipamentos e condições climáticas 
locais. Esse tipo de estudo é essencial para a elaboração de projetos de climatização 
racionalizados, que promovam bem-estar térmico aliado ao uso consciente da ener-
gia.